양산형 BIPV 복합 유닛 패널 및 모니터링 서비스 디자인개발

• 영문명: Development of Mass Production Type BIPV Composite Unit Panel and Monitoring Service
• 발행기관: 한국디자인리서치학회
• 저자명: 김세희(Kim Se Hee) 김동욱(Kim Dong Wook)
• 간행물 정보: 『한국디자인리서치』Vol7, No. 3(통권 24권), 224~239쪽, 전체 16쪽
• 주제분류: 예술체육 > 예술일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2022.09.30

국문 초록

본 연구는 공장 규격 제품 형태로 대량 생산이 가능한 ‘양산형 BIPV 복합 유닛 패널 및 IoT 기반의 모니터링 서비스를 개발하여 BIPV(Building Integrated Photovoltaic) 태양광 모듈 설치 시 전반적인 설치작업의 경제성 향상과 제품의 구동중 발생할 수 있는 오류나 이벤트 상황을 상시 모니터링하고 관리할 수 있도록 연구개발을 수행하였다. 이와 같은 연구목적을 수행하기 위하여 연구 문제로서 가설을 설정하고 이를 검증하였다. 제품디자인 개발의 영역은 제품 외형의 형태적인 디자인 개발뿐만 아니라 사용자의 사용성 향상을 위한 설계와 기능적인 부분이 복합적으로 고민되어야 하며 특히, 건물 외장재의 역할을 하는 BIPV는 디자인적 변화와 형태, 컬러의 다양성 추구가 어려운 품목에 속한다. 태양광발전 및 친환경 제품으로 관심을 끌고 있지만, 제품의 운반과 시공성 및 심미적 불만족 사항, 그리고 사용성 만족도가 낮아 시장 형성 및 선점의 어려움이 존재하고 있다. 따라서, 건축 외장재의 역할에 충실할 수 있는 외형 디자인 도출과 제품 기능적 향상, 설치 및 관리의 용이성을 향상시킬 수 있는 제품디자인개발을 진행하였다. 또한 개발된 디자인 만족도 조사를 통해 디자인 수정과 보완 사항을 검토하고 그 결과치를 반영하였으며 제품 연동 시스템의 사용성 평가를 실시하여 소비자의 서비스 디자인 만족도 및 요구사항을 함께 검토하였다. 연구 방법은 BIPV 복합 유닛 패널 내부 발열 문제 해결을 위한 통기로 구조 설계, 다양한 설치 공간(지붕 또는 벽)에 설치 용이한 체결 부자재 설계, 건축물의 심미성을 훼손하지 않고 BIPV를 자유롭게 적용 가능 하도록 제품 개발하였다. 또한 사용자 경험 기반의 모니터링 시스템과 연동하여 관리자가 BIPV 복합 유닛 패널의 고장 유무 및 고장 위치를 정확하게 파악할 수 있도록 하여 유지관리 편의성을 증가시켰다. 본 연구개발을 통해 개별 유닛 고장 감지가 가능한 ioT 센서 모듈 개발과 IoT 데이터수집 노트 및 통신 게이트웨이가 적용된 사용자 중심 건물용 태양광발전 모니터링 시스템의 실증 시공과 서비스 검증을 완료하였다. 연구개발 결과물의 실증을 통해 사용자의 제품 사용 패턴, 제품의 문제점 도출, 사용자의 요구사항 등을 상세하게 도출하고 문제 해결을 함으로써 설정된 가설이 유의미함을 검증하였다.

영문 초록

This study develops a 'mass-production BIPV composite unit panel and IoT-based monitoring service that can be mass-produced in the form of factory standard products to improve the economic feasibility of the overall installation work when installing BIPV (Building Integrated Photovoltaic) solar modules Research and development was carried out to monitor and manage possible errors or events at all times. In order to carry out this research purpose, a hypothesis was established as a research question and verified. In the area of product design development, not only the development of the shape design of the product appearance, but also the design and functional parts to improve the usability of the user should be considered in a complex manner. It belongs to items that are difficult to pursue diversity. Although it is attracting attention as photovoltaic power generation and eco-friendly products, there are difficulties in market formation and preoccupation due to low product transport, constructability, aesthetic dissatisfaction, and usability satisfaction. Therefore, we proceeded to develop an external design that can be faithful to the role of the building exterior material, improve product functionality, and improve the ease of installation and management. In addition, design revisions and supplements were reviewed through the developed design satisfaction survey, the results were reflected, and the usability evaluation of the product linkage system was conducted to review the customer's service design satisfaction and requirements together. The research method was developed so that BIPV can be freely applied without compromising the aesthetics of the building, designing the structure of the ventilation path to solve the heat problem inside the BIPV composite unit panel, designing fasteners for easy installation in various installation spaces (roof or wall) In addition, in conjunction with the user experience-based monitoring system, the maintenance convenience is increased by allowing the administrator to accurately determine the presence or absence of a failure and the location of the failure of the BIPV composite unit panel. Through this research and development, we have completed the development of an ioT sensor module capable of detecting individual unit failures, and the demonstration construction and service verification of a user-oriented photovoltaic monitoring system for a user-centered building with IoT data collection notes and communication gateways applied. Through the demonstration of the R&D results, the significance of the established hypothesis was verified by deriving the user's product usage pattern, product problem derivation, and user's requirements in detail and solving the problem.

목차

1. 서론

2. 이론적 배경

3. BIPV 복합 유니트 설계 및 디자인개발

4. IoT 센서 모니터링 서비스

5. 사용성 평가

6. 실증

7. 결론

참고문헌

키워드

건물 일체형 태양광발전시스템 사물인터넷 유닛 패널 건축 마감재 모니터링 시스템 BIPV IoT